[发明专利]一种用于5G设备的高导热低热阻热界面材料

说明书

本发明公开了一种用于5G设备的高导热低热阻热界面材料，具体涉及5G电子产品领域，其中所使用的原料按重量百分比计包括：交联相材料8wt％‑25wt％、填充相材料70wt％‑90wt％、阻聚剂1wt％‑3wt％、催化剂1wt％‑2wt％，所述交联相材料为有机硅油、环氧树脂或聚氨酯中的一种，所述填充相材料为镓、铟、铋合金，并经过氧化、偶联剂改性处理，所述镓铟铋合金的质量比例镓：20‑50％、铟：30‑70％和铋：10‑20％。本发明以非晶金属为基材，经过表面化学氧化，偶联剂改性和共聚交联的方式，得到导热系数高于15W·m^‑1·K^‑1，热阻低于0.06℃·in²/W的热界面材料，各项指标优于现有产品，从而使其满足于5G设备的散热要求。

技术领域

本发明涉及5G电子产品技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于5G设备的高导热低热阻热界面材料。

背景技术

第五代移动通信技术(英语：5th generation mobile networks或5thgeneration wireless systems、5th-Generation，简称5G)是最新一代蜂窝移动通信技术，是4G(LTE-A、WiMax)、3G(UMTS、LTE)和2G(GSM)系统后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成，作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟(ITU)。ITU IMT-2020规范要求速度高达20Gbit/s，可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。

5G产业是中国七大新基建的核心产业，5G设备在未来几年会爆发性增长，市场潜力巨大。5G设备如基站、手机和信号处理器等由于采用更短的信号波长和更高的频率，传输速度比4G的设备更快，因此其发热量比4G设备大2倍以上，解决5G设备的散热问题成为新的挑战和机遇。

现有的散热方案是采用热界面材料和散热器搭配对5G设备进行散热，热界面材料主要有有机硅、环氧树脂和聚氨酯类，作为5G设备发热部位和散热器之间的填充物，降低界面热阻，搭建热通路，实现设备散热。高端的热界面材料产品(导热系数8-10W·m^-1·K^-1，热阻0.06-0.1℃·in²/W)被国外企业莱尔德、贝格斯、霍尼韦尔、固美丽等企业所技术垄断，传统的导热材料是以有机硅、环氧树脂和聚氨酯为基础材料(连续相)，氧化铝、氮化铝、氮化硼和氧化锌等粉体作为导热填料，混合后在特定催化剂作用下共聚交联，得到热界面材料。传统的热界面材料的热通路依靠导热粉体彼此接触搭建，粉体堆积越紧密，接触概率越大，其导热路径构建越多，其导热系数越大；因此其导热系数受限于导热粉体自身的导热系数、体积填充量和形状。此外，由于传统热界面材料填充固态导热粉体，界面流动性差，热阻大。目前市面上5G设备的热界面材料导热系数低于10W·m^-1·K^-1，热阻高于0.06℃·in²/W，无法满足5G设备散热的要求。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于5G设备的高导热低热阻热界面材料，本发明所要解决的技术问题是：解决热界面材料导热系数低于10W·m^-1·K^-1，热阻高于0.06℃·in²/W的技术瓶颈。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于5G设备的高导热低热阻热界面材料，其中所使用的原料按重量百分比计包括：交联相材料8wt％-25wt％、填充相材料70wt％-90wt％、阻聚剂1wt％-3wt％、催化剂1wt％-2wt％，所述交联相材料为有机硅油、环氧树脂或聚氨酯中的一种，所述填充相材料为镓、铟、铋合金，并经过氧化、偶联剂改性处理，所述镓铟铋合金的质量比例镓：20-50％、铟：30-70％和铋：10-20％。